[發明專利]一種利用含有銅銦鎵硒的廢料制備合金粉末的方法

在審

• 申請號: 201811623746.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111378839A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 孫剛;李勝春
• 申請（專利權）人: 漢能新材料科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;B22F9/08;C01B19/02;C22B15/00;C22B58/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李蒙蒙;龍洪

本申請公開了一種利用含有銅銦鎵硒的廢料制備合金粉末的方法。所述方法包括：將含有銅銦鎵硒的廢料進行氧化、硒的還原和分離，得到單質硒與含有銅、銦、鎵離子的浸出液；將所述浸出液進行還原處理，得到含有銅、銦、鎵單質的金屬混合物；將所述金屬混合物通過高溫霧化制粉得到合金粉末。該方法省去了傳統回收工藝中繁瑣的金屬分離過程，流程短，成本低，直接獲得可作為銅銦鎵靶材的原料合金粉末，實現了材料的循環利用；并且可獲得銅、銦、鎵、硒的全回收，損失率小，循環率高；同時添加的外部藥劑品種少，不引入其它雜質元素，保持了合金的高純特性。

技術領域

本申請涉及但不限于金屬回收再利用領域，具體地，涉及但不限于一種利用含有銅銦鎵硒的廢料制備合金粉末的方法。

背景技術

銅銦鎵硒(CuIn_xGa_(1-x)Se₂，CIGS)薄膜太陽能電池具有輕薄易攜帶、能量轉換效率高等特點，受到廣泛關注。目前CIGS薄膜太陽能電池的生產主要有以下三種方法：真空噴濺法、蒸餾法、非真空噴涂法。無論采用何種方法，生產過程中都無可避免的會產生由純度較高的銅、銦、鎵、硒為主要成分的廢料。以上四種金屬本身具有較高的價值，如何對其進行有效的分離提純，以便其作為CIGS太陽能電池的生產原料進行回收利用或者作為純的金屬再銷售都具有很大的經濟和環保意義。

發明內容

以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權利要求的保護范圍。

本申請的發明人對現有的銅、銦、鎵、硒回收技術進行研究，發現現有的回收技術要么對設備整體防腐要求高，要么分離難以徹底進行，要么流程長、結果不可控，目前國內外關于銅、銦、鎵、硒物料分離回收工藝開發尚處于初級階段，工藝可靠性、經濟性、安全性均無法保證。

因此，為了提供一種安全、環保、經濟的銅、銦、鎵、硒回收分離提純工藝，本申請提供了一種利用含有銅銦鎵硒的廢料制備合金粉末的方法。該方法包括：

將含有銅銦鎵硒的廢料進行氧化、硒的還原和分離，得到單質硒與含有銅、銦、鎵離子的浸出液；將浸出液進行還原處理，得到含有銅、銦、鎵單質的金屬混合物；將金屬混合物通過高溫霧化制粉得到合金粉末。

在一些實施方式中，將含有銅銦鎵硒的廢料進行氧化、硒的還原和分離可以包括：將廢料與濃硫酸混合均勻，進行硫酸化蒸硒；將硫酸化蒸硒過程中蒸出的二氧化硒和二氧化硫混合蒸汽通入水中，回收得到的單質硒；將硫酸化蒸硒過程中剩余的渣料浸出并冷卻，得到含有銅、銦、鎵離子的浸出液。

在一些實施方式中，硫酸化蒸硒中的濃硫酸可以為質量分數為98％硫酸；濃硫酸與廢料的酸料比可以為2:1～5:1，例如可以為2.5:1、3:1、3.5:1、4:1或4.5:1。

在一些實施方式中，硫酸化蒸硒的時間可以為3～6小時，例如可以為3.5小時、4小時、4.5小時、5小時或5.5小時；硫酸化蒸硒的溫度可以為280℃-600℃，例如可以為300℃、400℃或500℃。

在一些實施方式中，渣料可以用水或質量分數為1％-10％的稀硫酸溶液浸出，例如可以為2％的稀硫酸、5％的稀硫酸或8％的稀硫酸；冷卻時間為0.5小時-2小時，例如可以為1小時或1.5小時。

在一些實施方式中，渣料與水或稀硫酸溶液的用量的體積比可以為1:3-15，例如可以為1:5、1:8、1:10或1:12。

在一些實施方式中，將含有銅銦鎵硒的廢料進行氧化、硒的還原和分離還可以包括：將廢料與加熱的硫酸溶液混合得到混合料液，將混合料液研磨浸出；在混合料液的浸出過程中，向混合料液中添加氧化劑，并持續一定時間；再向混合料液中添加亞硫酸鈉，繼續研磨；將研磨得到的固液料進行過濾，過濾后得到的濾后渣為單質硒，濾液為含有銅、銦、鎵離子的浸出液。